3.6 Методика сравнения вариантов моста и выбор решения

Для каждого варианта моста подсчитывают его стоимость по укрупненным расценкам К.

Определяют сметную стоимость моста по формуле

К_см = 1,08  К  (1 + Н), (3.19)

где 1,08 – коэффициент учета плановых накоплений; Н – норма накладных расходов, принимаемая равной 0,177.

Определяют эксплуатационные расходы С₀ и приведенную стоимость К_пр.

Годовые эксплуатационные расходы С₀ складываются из расходов на текущее содержание С_тс, на капитальный ремонт С_кр и отчислений на реновацию, т.е. на замену моста или отдельных его элементов после истечения сроков службы. Ввиду малого значения отчислений на реновацию в курсовом проекте их можно не учитывать.

Нормы годовых расходов на текущее содержание и на капитальный ремонт в процентах от сметной стоимости элементов моста приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Нормы годовых расходов на текущее содержание и капитальный ремонт

Наименование элементов моста	Годовые расходы в процентах от сметной стоимости
	на текущее содержание	на капитальный ремонт	всего
Опоры	0,10	0,08	0,18
Железобетонные пролетные строения	0,26	0,20	0,46
Стальные пролетные строения	0,58	0,86	1,44
Сталежелезобетонные пролетные строения	0,47	0,74	1,21

Приведенную стоимость определяют по формуле

(3.20)

где Е_н = 0,12 – коэффициент экономической эффективности;

К_см – сметная стоимость моста, подсчитанная по формуле (3.19);

С_э – годовые эксплуатационные расходы на текущее содержание и капитальный ремонт.

Полученные по приведенным выше указаниям технико-экономические показатели сводятся в таблицу 3.2, по данным которой делается сравнение вариантов по основным технико-экономическим показателям.

Таблица 3.2 - Технико-экономические показатели вариантов моста

Наименование показателей	Единица измерения	Номера вариантов
		1	2	3
Сметная стоимость	тыс.руб/процент
Сметная стоимость 1 м (м2)	тыс.руб/процент
Годовые эксплуатационные расходы	тыс.руб/процент
Приведенная стоимость	тыс.руб/процент
Металлоемкость	т/процент
Объем бетона и железобетона	м3/процент

Окончательный выбор проектного варианта для дальнейшей разработки моста производится на основании комплексной оценки эффективности, совокупности технико-экономических показателей с учетом охраны окружающей среды, социальных, архитектурных и других требований.

Сравнение по отдельным показателям рекомендуется делать в такой последовательности:

- по экономическим показателям (в качестве основной экономической оценки принимается приведенная стоимость);

- по расходу основных строительных материалов (металла, бетона и железобетона);

- по условиям производства работ (трудоемкость, срок строительства, наличие мостостроительных организаций, рабочей силы, уровень механизации и т.д.); при строительстве в отдаленных местах, требующих завода и устройства рабочих, этому показателю следует отдавать предпочтение;

- по условиям эксплуатации (конструкция проезжей части или ездового полотна, наличие деформационных швов или их количество, условия пропуска водотока, ледохода, судов и т.п.)

В заключение при обосновании выбора варианта необходимо изложить аргументы для принятия решения в целом, а если требуется, то и по отдельным частям сооружения. К окончательной разработке может быть принят вариант, в котором используются некоторые конструктивные элементы, примененные в других вариантах.

4 РАСЧЕТ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ

В курсовом проекте необходимо рассчитать и разработать конструкцию одного стального пролетного строения с ездой понизу (или поверху, если это оговорено). Расчет конструкций необходимо производить в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы /2/. Выполнить этот расчет в полном объеме, с учетом всех требований норм в курсовом проекте не представляется возможным. На стадии изучения конструкции проезжей части и освоения методики ее расчета студентам предлагается выполнить несколько уменьшенный объем работы. Уменьшение объема сделано за счет отказа от повторяющихся расчетов, упрощения некоторых расчетных схем. Более полная и строгая реализация требовании норм проектирования возможна при выполнении дипломного проекта, при использовании для определения расчетных усилий в сложных пространственных статических схемах пролетных строений специализированных конечно-элементных программ для ЭВМ.

Принятое к расчету пролетное строение вычерчивают на листе форматной бумаги в масштабе 1:400 или 1:500. На этой схеме изображают фасад главной фермы, план балок проезжей части со связями, верхние и нижние продольные связи между главными фермами, поперечные связи и портальную раму. Расчетный пролет принимают в соответствии с разработанным вариантом моста, число панелей в главной ферме и ее высоту в соответствии с данными Приложения Б. На схеме пролетного строения указывают его основные размеры (Рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Схема стального пролетного строения

Для расчета пространственную конструкцию пролетного строения допускается расчленять на отдельные плоские системы: продольные и поперечные балки проезжей части, главные фермы, продольные верхние и нижние связи, портальные рамы и поперечные связи.

В курсовом проекте балки проезжей части разрешается рассчитывать без учета их совместной работы с поясами главных ферм на основное сочетание нагрузок, включающее постоянные и временную вертикальную подвижную нагрузки.

Продольную балку следует рассчитывать по прочности и на выносливость основного металла, по прочности соединения пояса со стенкой. Поперечную балку следует рассчитать только прочности металла. Кроме этого следует выполнить расчет сопряжений балок.

4.1 РАСЧЕТ ПРОДОЛЬНОЙ БАЛКИ

Расчетная схема продольных балок определяется по ука­заниям /2, пп. 4.71^* - 4.78/. В курсовом проекте рекомендуется принимать продольные балки не включенными в совместную работу с главными фермами. В расчетах на прочность и вы­носливость (рисунок 4.2) расчетная схема принимается в виде разрезной балки на двух опорах с пролетом, равным длине панели главной фермы.

Рисунок 4.2 – Линии влияния внутренних усилий в продольной балке

Продольные балки загружаются нагрузками от собственного веса, от веса мостового полотна и временной вертикальной нагрузкой. Учитывая, что сечение балок по длине будет постоянным, для их расчета достаточно определить изгибающие моменты в сечении посередине пролета и поперечную силу в опорном сечении по следующим формулам:

(4.1)

(4.2)

(4.3)

где М_0,5 и M'_0,5 — максимальные изгибающие моменты в сечении посередине пролета при расчете на прочность и вынос­ливость соответственно; Q₀ —поперечная сила в опорном сечении при расчете на прочность; 1/2 - коэффициент, учиты­вающий количество продольных балок; γ_fgi и γ_fv —коэффи­циенты надежности по нагрузке, принимаемые по пп. 2.10^* и 2.23^* /2/ соответственно (см. Приложение И); g_i - постоянные нагрузки по данным Приложения К (от веса продольных балок g₁, от веса мостового полотна g₂ ).

(1 + μ) и (1 + 2/3μ) – динамические коэффициенты для расчетов на прочность и выносливость по п. 2.22^* /2/ соответственно (см. Приложение И); v_α^λ — интенсивность эквивалентной нагрузки в кН/м по табл. 1 прил. 5 /2/ в зависимости от длины загружения λ (λ = l_т) и положения вершины линии влияния α (см. Приложение Е); ε — коэффициент к временной нагрузке по табл. 9 /2/, учитывающий наличие в поездах только перспективных вагонов и локомотивов, а также отсутствие тяжелых транспортеров (см. Приложение И).